本书是集成电路新兴领域“十四五”高等教育教材。

本书共分为八章，主要内容有：半导体光电子器件物理基础、半导体发光二极管（LED）、半导体二极管激光器、半导体电光调制器、半导体光电探测器、新型光电探测器、半导体图像传感器、半导体太阳能电池。

本书特点为从基本概念入手、由浅入深；内容涵盖了目前较为常见的几种重要的半导体光电子器件；以图的形式说明基本概念、基本过程。

本书可作为高等学校集成电路设计与集成系统、微电子科学与工程、光电信息科学与工程等有关专业的本科生教材，也可作为在校研究生以及从事半导体光电子器件研发、生产以及应用研究的科技人员的参考书。

前辅文
第1章 半导体光电子器件物理基础
  1.1 半导体光吸收机制
   1.1.1 光的折射与透射
   1.1.2 光吸收系数
   1.1.3 本征吸收
   1.1.4 其他吸收
  1.2 半导体光发射机制与爱因斯坦关系
   1.2.1 本征跃迁与非本征跃迁
   1.2.2 辐射复合与非辐射复合
   1.2.3 半导体中光子和电子相互作用的物理过程
   1.2.4 爱因斯坦关系
  1.3 半导体PN结基本特性
   1.3.1 平衡PN结
   1.3.2 非平衡PN结
   1.3.3 PN结的电流-电压特性
   1.3.4 PN结势垒电容与扩散电容
   1.3.5 PN结击穿特性
  1.4 金半接触与异质结接触
   1.4.1 金半接触的能带结构
   1.4.2 肖特基接触
   1.4.3 欧姆接触
   1.4.4 异质结及其能带结构
   1.4.5 异质结接触电势差与势垒电容
   1.4.6 量子阱与超晶格
  习题
第2章 半导体发光二极管（LED）
  2.1 LED结构及发光原理
   2.1.1 LED的基本结构与类型
   2.1.2 LED原理
   2.1.3 LED电流-电压的关系
   2.1.4 LED发光效率
   2.1.5 LED响应时间
   2.1.6 LED发光亮度
  2.2 LED发光光谱与GaAs、GaP系LED
   2.2.1 LED发光光谱
   2.2.2 GaAs系LED
   2.2.3 GaP系LED
  2.3 蓝光LED与白光LED
   2.3.1 GaN系LED发光基础
   2.3.2 GaN系蓝光LED基本结构
   2.3.3 白光LED
   2.3.4 OLED
  2.4 LED光学结构与封装
   2.4.1 LED光学结构
   2.4.2 LED封装
  2.5 LED的驱动与照明
   2.5.1 LED驱动
   2.5.2 LED照明
  习题
第3章 半导体二极管激光器
  3.1 激光
   3.1.1 激光的特点与类型
   3.1.2 激光产生条件
  3.2 二极管激光器工作机制
   3.2.1 二极管激光器基本结构
   3.2.2 有源区内粒子数反转分布
   3.2.3 光波导与有源区光子限定
   3.2.4 激光振荡（光谐振）
   3.2.5 谐振腔损耗与光波调制
  3.3 半导体二极管激光器性能参数
   3.3.1 阈值增益
   3.3.2 阈值电流
   3.3.3 电流-电压特性
   3.3.4 量子效率
  3.4 几种常用的半导体激光器结构
   3.4.1 法布里-珀罗腔半导体激光器
   3.4.2 分布反馈式半导体激光器
   3.4.3 分布布拉格反射式半导体激光器
   3.4.4 垂直腔表面发射激光器
   3.4.5 量子阱激光器
  3.5 半导体异质结激光器
   3.5.1 半导体异质结激光器特点
   3.5.2 可见光半导体激光器
   3.5.3 近红外光半导体激光器
   3.5.4 中红外光半导体激光器
  3.6 半导体激光器的应用
   3.6.1 光纤通信
   3.6.2 激光打印
   3.6.3 军事应用
   3.6.4 片上光互连应用
   3.6.5 其他应用
  习题
第4章 半导体电光调制器
  4.1 半导体电光调制器工作机制
   4.1.1 泡克尔斯效应和克尔效应
   4.1.2 弗朗兹-凯尔迪什效应
   4.1.3 量子限制斯塔克效应
   4.1.4 等离子色散效应
  4.2 电光调制器性能指标
   4.2.1 调制带宽
   4.2.2 调制深度
   4.2.3 插入损耗
   4.2.4 比特能耗
   4.2.5 光学带宽
  4.3 几种半导体电光调制结构
   4.3.1 Si基电光调制器
   4.3.2 InP基电光调制器
   4.3.3 基于半导体量子阱结构的电光调制器
   4.3.4 其他电光调制器
  习题
第5章 半导体光电探测器
  5.1 光电探测器的噪声
   5.1.1 噪声来源
   5.1.2 等效噪声带宽与功率
  5.2 光电导效应与光电导探测器
   5.2.1 光电导效应
   5.2.2 光电导探测器
   5.2.3 常见的光电导材料
  5.3 光电导探测器光电特性
   5.3.1 光电导与光电流灵敏度
   5.3.2 光电导量子效率与增益
   5.3.3 光电导弛豫
  5.4 光电二极管探测器
   5.4.1 光电二极管探测器基本结构与工作机制
   5.4.2 光电二极管探测器的光电特性
   5.4.3 光电二极管的等效电路
   5.4.4 截止频率
  5.5 PIN型光电二极管探测器
   5.5.1 PIN型光电二极管探测器结构
   5.5.2 PIN型光电二极管探测器电场分布
   5.5.3 PIN型光电二极管探测器的量子效率
  5.6 肖特基光电探测器与色敏二极管
   5.6.1 肖特基光电探测器
   5.6.2 色敏光电二极管
  5.7 光电晶体管与光电场效应晶体管
   5.7.1 光电晶体管
   5.7.2 光电场效应晶体管
  习题
第6章 新型光电探测器
  6.1 雪崩光电二极管探测器
   6.1.1 雪崩光电二极管探测器的结构与工作机制
   6.1.2 雪崩光电二极管探测器的倍增因子
   6.1.3 雪崩光电二极管探测器的信噪比
   6.1.4 Si基雪崩光电二极管探测器
   6.1.5 单光子雪崩光电二极管SPAD（single-photon avalanch diode）探测器
  6.2 多物理机制增强型光电探测器
   6.2.1 陷光效应增强型光电探测器
   6.2.2 等离共振增强型光电探测器
   6.2.3 静电效应增强型光电探测器
  6.3 Ge基近红外光电探测器
   6.3.1 Ge基近红外PIN型光电探测器
   6.3.2 Ge基近红外SACM型雪崩光电探测器
   6.3.3 Ge基近红外单光子雪崩光电探测器
  6.4 新型二/三维异质结型光电探测器
   6.4.1 二维半异体材料的光电特性
   6.4.2 二/三维异质结型光电探测器
  习题
第7章 半导体图像传感器
  7.1 CCD器件的基本结构
  7.2 CCD器件电荷存储与转移
   7.2.1 电荷存储
   7.2.2 电荷传输
  7.3 CCD器件电荷注入与检测
   7.3.1 电荷的光注入
   7.3.2 电荷的电注入
   7.3.3 电荷的检测（输出）
  7.4 CCD性能参数
   7.4.1 电荷转移损失率
   7.4.2 工作频率
  7.5 CCD电极基本结构
   7.5.1 降低电极间势垒而发展的结构
   7.5.2 简化的驱动结构
  7.6 电荷耦合摄像器件
   7.6.1 CCD摄像工作原理
   7.6.2 CCD基本特性参数
   7.6.3 CCD在信号处理领域的应用
  7.7 CMOS 图像传感器
   7.7.1 CMOS图像传感器的独特优势
   7.7.2 CMOS图像传感器像素单元基本结构
   7.7.3 CMOS图像传感器系统结构
  习题
第8章 半导体太阳能电池
  8.1 太阳光谱与大气光学质量
   8.1.1 太阳光谱
   8.1.2 大气光学质量
  8.2 半导体光伏效应
   8.2.1 半导体PN结光伏效应
   8.2.2 太阳能电池基本结构及原理
  8.3 Si太阳能电池基本性能参数
   8.3.1 短路电流与开路电压
   8.3.2 太阳能电池转换效率与填充因子
   8.3.3 半导体太阳能电池光谱响应与温度特性
  8.4 半导体太阳能电池的等效电路与光电转换效率提升措施
   8.4.1 半导体太阳能电池的等效电路
   8.4.2 影响光电转换效率的因素
   8.4.3 提升光电转换效率的措施
  8.5 单晶Si太阳能电池的制造技术
   8.5.1 高效太阳能电池单元结构部分
   8.5.2 单晶Si太阳能电池制造技术
   8.5.3 单晶Si太阳能电池光伏电站
  8.6 GaAs太阳能电池
   8.6.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物材料性质
   8.6.2 GaAs单结太阳能电池
   8.6.3 GaAs系叠结太阳能电池
   8.6.4 InGaN系太阳能电池
  8.7 钙钛矿太阳能电池
   8.7.1 钙钛矿材料性质
   8.7.2 钙钛矿太阳能工作原理及电池结构
   8.7.3 其他结构太阳能电池
  习题
参考文献
符号对照表